Определение предела огнестойкости здания

Согласно действующим нормативным актам под огнестойкостью сооружения понимается его способность противостоять воздействию открытого огня, сохраняя основные эксплуатационные характеристики в неизменном виде. К их числу относятся качество теплоизоляционной защиты, несущая способность опорных оснований, а также их устойчивость к тепловому разрушению (несгораемость).

При измерении этой величины учитываются интервалы, по истечении которых конструкция разрушается до не подлежащего восстановлению состояния.

От чего зависит этот параметр

В соответствии с нормативными требованиями определить степень огнестойкости здания можно лишь после того, как ему присвоена категория по пожарной безопасности, назначаемая с учётом следующих признаков:

• по изменению уровня теплоизоляции, вызванному повышением температуры поверхности элементов на 160-220 градусов (в сравнении с первоначальным состоянием);
• по способности к заграждающему эффекту, исключающему возможность образование трещин и пустот в отдельных частях конструкции;
• по снижению несущей способности, ведущей к деформации или обрушению сооружения.

Расчётная величина этого параметра зависит от ряда технических характеристик, таких как высота обследуемого объекта и целевое назначение входящих в него помещений.

Одновременно с этим принимается в расчёт площадь, занимаемая всем зданием в целом и качество строительных материалов, используемых при возведении.

Классификация по содержимому строений

На уровень огнеопасности строения существенное влияние оказывает факт наличия в его помещениях взрывчатых или горючих материалов.

В соответствии с этим все строительные объекты и помещения делятся на пять групп, с характерными признаками которых можно ознакомиться в таблице «Деление по содержанию».

Согласно этой таблице при определении степени огнестойкости зданий и сооружений обязательно принимается во внимание факт наличия в помещениях веществ, представляющих угрозу в смысле возгорания.

Для взрывопожароопасной категории «А», например, характерно то, что в них хранятся газовые баллоны или опасные при возгорании жидкости с температурой воспламенения до 30 градусов.

К взрывопожароопасной категории «Б» применимо всё то же самое, но при условии наличия в жилых и нежилых помещениях значительных объёмов горючих веществ с температурой воспламенения более 30 градусов.

Просто пожароопасная категория «В» соответствует содержанию в комнатах небольших объёмов горючих жидкостей или твёрдых взрывоопасных веществ, которые быстро воспламеняются при непосредственном контакте с воздухом.

Содержащая потенциальную угрозу категория «Г» назначается при наличии в зданиях материалов или веществ, не имеющих горючих свойств.

Группы опасности возгорания

По степени защищённости от пожара все известные типы сооружений подразделяются на пять групп, каждая из которых отличается следующими характерными признаками.

В первую группу входят хорошо защищенные от огневого воздействия объекты с частично подготовленными к тепловому воздействию элементами.

Достигается это за счёт использования специальных инженерных решений, препятствующих их разрушению. Под эту же категорию огневой защищённости подпадают здания из камня и бетона.

Ко второй степени огнестойкости принято относить сооружения, материал которых отличается высокой огнеупорностью. На этих объектах могут использоваться элементы незащищённых строений (металлические дверные блоки, например).

К следующей группе отнесём здания, содержащие несгораемые и трудно сгораемые материалы. (В них также могут входить и сгораемые составляющие, прошедшие специальную защитную обработку).

В зданиях и конструкциях, причисляемых к группе 4, указанные ограничения касаются лишь отдельных составляющих (стен, например), которые способны удерживать горение в ограниченных пределах. Согласно требованиям нормативов несущие части этих конструкций должны состоять из несгораемых материалов.

К пятой и последней группе по степени защищённости от разрушения относятся самые огнеопасные сооружения, в конструкции которых могут применяться легко сгораемые материалы.

Таблица 2. Уровни огнестойкости зданий

Категория огнестойкости	Уровень практической пожароопасности здания	Максимальная допустимая высота	Площадь пожарного отсека
I	C0 С0 С1	75 м 50 м 28 м	2500 м2 2500 м2 2200 м2
II	С0 С0 С1	28 м 28 м 15 м	1800 м2 1800 м2 1800 м2
III	С0 С1 С2	5 м 5 м 2 м	100 м2 800 м2 1200 м2
IV	Не рассматривается	5 м	500 м2
V	Не рассматривается	3; 5 м	500; 800 м2

Категория «К»

Деление на категории «К» предполагает учёт мер организационного и конструктивного характера, предпринимаемых для обеспечения требуемой защищённости здания от пожара. Оно включает четыре группы по огнестойкости, каждая из которых относит здание к определённому классу:

• К0 присваивается не пожароопасным сооружениям;
• К1 определяет конструкцию как мало пожароопасную;
• К2 означает достаточно опасное при пожаре сооружение;
• К3 присваивают пожароопасным конструкциям.

Для расшифровки этих групп предусмотрены следующие описания.

К0 – здание находится в полностью исправном состоянии, а внутри помещений (возле несущих элементов) не имеется складируемых горючих материалов. Причём сами эти элементы не склонны к возгоранию или же могут воспламеняться только при нагревании примерно до 500 градусов.

К1 – на несущих элементах зданий допустимы продольные и поперечные повреждения размером не более 40 сантиметров, а в самой конструкции отсутствуют источники открытого пламени и сильного термического воздействия.

К2 – на поверхностях несущих элементов допускается наличие более серьёзных повреждений с вертикальными размерами до 80-ти и горизонтальными – до 50-ти сантиметров. Источники сильных термических воздействий в этом случае также отсутствуют.

К3 – наблюдаемые повреждения несущих элементов конструкций превышают 80 и 50 сантиметров соответственно с одновременным наличием источников возгорания или теплового эффекта.

Категория «С»

Указанная классификация соответствует делению по классам «К», проводимым с учётом фактического состояния несущих конструктивных элементов лестничных клеток, лифтовых шахт, подсобных помещений и других вспомогательных объектов.

Классификация по «С» касается сравнения состояний перечисленных выше объектов с теми же параметрами, определяемыми при делении по «К».

Так, объекты категории С0 должны полностью соответствовать классу К0. Для тех же позиций с категорией С1 допускается наличие повреждений перегородок и несущих элементов до состояния К1, а наружных стен – только до К2. При этом лестничные клетки и сами пролёты должны иметь идеальное состояние.

Для категории С2 допустимое повреждение несущих конструкций (включая перегородки) ограничивается состоянием К2, наружных стен – до К3, а лестничных пролётов и клеток – до К1.

Категория С3 допускает повреждение лестничных маршей и клеток до К1; при этом все остальные элементы здания не учитываются.

Порядок присвоения степеней огнестойкости

Для определения этого параметра используются как теоретические (расчёты), так и практические методы, позволяющие по результатам тестирования свести полученные данные в таблицу.

По итогам сравнения этих показателей делается вывод о текущем состоянии данного объекта, после чего он классифицируется в соответствии с одной из рассмотренных ранее методик.

При оценке противопожарной защищённости конструкции ни в коем случае нельзя забывать о том, что её расчёт должен учитывать деление по категории «С» (внутренние опорные элементы, лестничные пролёты и так далее).

С учётом данной классификации можно будет сказать о том, соответствует ли исследуемый объект действующим строительным нормативам по степени огнестойкости.

С полным перечнем всех нормируемых при этом данных, позволяющим провести сравнительный анализ возможностей данной конструкции можно ознакомиться в таблице.

Таблица 3. Степени огнестойкости

Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков	Предел огнестойкости строительных конструкций
	Несущие стены, колонны и другие несущие элементы	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Строительные конструкции бесчердачных покрытий		Строительные конструкции лестничных клеток
				настилы (в том числе с утеплителем)	фермы, балки, прогоны	внутренние стены	марши и площадки лестниц
I	R 120	E 30	REI 60	RE 30	R 30	REI 120	R 60
II	R 90	E 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 90	R 60
III	R 45	E 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 60	R 45
IV	R 15	E 15	REI 15	RE 15	R 15	REI 45	R 15
V	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется	не нормируется

Значение СНиПа

СНиП или СП расшифровывается как строительные нормы и правила, устанавливающие порядок возведения строительных объектов самых различных категорий. В этом документе оговариваются основные моменты подготовки проекта со всеми деталями, касающимися его способности противостоять воздействию открытого огня.

По результатам изучения проектных материалов, содержащихся в этом своде правил, пользователь может воспользоваться уже готовыми техническими решениями и выбрать наиболее подходящий для него вариант.

В процессе работы с нормативной документацией следует помнить, что при практической оценке состояния конкретного объекта (его огнестойкости) должен использоваться соответствующий документ – СНиП (21.01.97 года).

А на стадии подготовки к предстоящим тестовым испытаниям (теоретическая часть) следует руководствоваться СНиПом от 31.03.2001 года, предписывающим учёт специальных защитных мероприятий.

Алгоритм определения огнестойкости (практический метод)

Предел стойкости той или иной конструкции практически определяется как промежуток времени, за который наблюдается потеря её составляющими своих первоначальных свойств.

При проведении испытаний оценивается состояние всех элементов объекта и по достижении пределов по одному из них пожар искусственно останавливается.

Перед началом испытаний необходимо изучить сопровождающие документы, в которых должны быть учтены составляющие объекта, включая «подсобки» и лестничные пролёты.

Искомый параметр определяется посредством особым образом организованных испытаний с применением термической печи, устанавливаемой не далее 10-ти сантиметров от испытуемой зоны.

В процессе испытаний температура сгорания топлива регулируется с помощью специальной форсунки, взбрызгивающей керосин в зону горения и поджигающей его. Температуру в топке печи регулируют за счёт показаний встроенной в исследуемые элементы термопары.

Пример школы и больницы

Расчёт предела огнестойкости рассмотрим на примере здания школы или больницы, внутреннее устройство которых очень удобно для этих целей. Они отличаются от других строений периодичностью своей структуры, поскольку состоят из ряда последовательно размещаемых помещений.

Для предварительного расчёта искомого показателя потребуются узнать следующие данные:

• этажность учреждения (его высота);
• общее количество отдельных помещений;
• особенности материалов, применяемых при постройке.

Таблица 4. Температуры горения различных материалов

Древесина	230-260°С	Сотовый поликарбонат	220–240°С
ПВХ	~400°С	Сталь	1450–1600°С
Бетон (цемент)	~1500°С	Гипс	900°С
Красные кирпичи	~1300°С	Гипсобетон	До 1450°С
Огнеупорные кирпичи	>1580°С	Глина	1350-1580°С

Одно или двух этажным строениям этого типа обычно присваивается III степень огнестойкости и категория С0 (пожарная безопасность). Для зданий вместимостью до 100 мест и высотой до 3-х метров второй показатель будет соответствовать категория С1 (при той же степени огнестойкости).

Больничные и школьные постройки, рассчитанные на 150 мест и более, имеют предположительно вторую степень по огнестойкости и категорию С1 по пожарной безопасности.

Если же высота этих строений превышает 9 метров, а количество обслуживаемых мест более 300 – в результате испытаний им присваивается степень II или I. По пожарной безопасности они соответствуют категории С0 (С1).

В заключение отметим, что с некоторыми трудностями, возникающими при определении показателя огнестойкости, чаще всего сталкиваются лишь на стадии реализации проектных решений.

Объясняется это тем, что на данном этапе должны учитываться архитектурных особенности как всего строения в целом, так и отдельных его элементов.